新人教版高中物理选修二第二章《电磁感应》测试(包含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID ：128588]水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，在导轨上放着金属棒ab ，开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程（ ）
A ．产生的总内能相等
B ．通过ab 棒的电量相等
C ．电流所做的功相等
D ．安培力对ab 棒所做的功相等 2．(0分)[ID ：128583]如图甲所示，半径为r 带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A 、B 连接，两板间距为d 且足够大。

有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定向里为正，其变化规律如图乙所示。

在平行金属板A 、B 正中间有一电荷量为q 的带电液滴，液滴在0~14
T 内处于静止状态。

重力加速度为g 。

下列说法正确的是（ ） A ．液滴的质量为2
04B q r gdT
π B ．液滴带负电
C ．34
t T =时液滴的运动方向改变 D ．t =0.5T 时液滴与初始位置相距212
gT 3．(0分)[ID ：128569]如图所示，MPQN 是边长为L 和2L 的矩形，由对角线MQ 、NP
与MN 、PQ 所围的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。

边长为L 的正方形导线框，在外力作用下水平向右匀速运动，右边框始终平行于MN 。

设导线框中感应电流为i 且逆时针流向为正。

若0t =时右边框与MN 重合，1t t =时右边框刚好到G 点，则右边框由MN 运动到PQ 的过程中，下列i t -图像正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
4．(0分)[ID ：128567]如图所示灯A L ，B L 完全相同，带铁芯的线圈L 的电阻可忽略。

则（ ）
A ．S 闭合瞬间，A L ，
B L 都不立即亮
B ．S 闭合瞬间，A L 不亮，B L 立即亮
C ．S 闭合的瞬间，A L ，B L 同时发光，接着A L 变暗，B L 更亮，最后A L 熄灭
D ．稳定后再断开S 的瞬间，B L 熄灭，A L 比B L （原先亮度）更亮
5．(0分)[ID ：128544]如图所示，在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方，有三个大小相同的正方形线框，线框平面与磁场方向垂直。

三个线框是用相同的金属材料制成的，A 线框有一个缺口，B 、C 线相都闭合，但B 线框导线的横截面积比C 线框大。

现将三个线框从同一高度由静止开始问时释放，下列关于它们落地时间的说法正确的是（ ）
A ．A 线框最先落地，
B 、
C 整个过程中产生的焦耳热相等
B ．
C 线框在B 线框之后落地
C ．B 线框在C 线框之后落地
D ．B 线框和C 线框在A 线框之后同时落地
6．(0分)[ID ：128543]如图甲所示，正三角形导线框abc 固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B 随时间变化的关系如图乙所示。

t =0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0~4s 时间内，线框ab 边所受安培力F 随时间t 变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的（ ）
A ．
B ．
C ．
D ． 7．(0分)[ID ：128527]如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a 、b .将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a 、b 将如何移动( )
A ．a 、b 将相互远离
B ．a 、b 将相互靠近
C ．a 、b 将不动
D ．无法判断
8．(0分)[ID ：128522]如图所示，线圈由A 位置开始下落，在磁场中受到的磁场力总小于重力，若线圈经过A 、B 、C 、D 四个位置时，加速度分别为A a 、B a 、C a 和D a 。

下列关系式正确的是（ ）
A ．A
B
C
D a a a a >>>
B ．A
C B
D a a a a >>=
C ．A C B
D a a a a =>>
D ．A C D B a a a a =>>
9．(0分)[ID ：128517]如图所示，将矩形线圈在M 位置竖直上抛，穿过水平匀强磁场区域一直上升到位置P 再落下。

已知线框在下落过程中经过位置N 时作减速运动，加速度大小为a 下；上升过程中通过位置N 时的加速度大小为a 上，则一定有（ ）
A ．g ＜a 上＜2g
B ．a 上＞2g
C ．a 下＜g
D ．a 下＞g
10．(0分)[ID ：128506]如图所示，在匀强磁场中，水平放置两根平行的光滑金属导轨PQ 、MN ，其间距为L 。

金属导轨左端接有阻值为R 的电阻。

导体棒ab 置于金属导轨上，在外力的作用下，以速度v 向右匀速移动。

已知匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面（即纸面）向外，导体棒AB 电阻为r ，导轨电阻忽略不计，则（ ）
A ．导体棒ab 中电流的方向是b 到a
B ．导体棒ab 两端的电势差rBLv R r
+ C ．导体棒ab 中所受外力大小为22B L v R r
+ D ．外力做功的功率为223
B L v R r
+ 11．(0分)[ID ：128505]如图所示，A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。

闭合开关，电路稳定后，两灯泡均正常发光，电源内阻不计，则（ ）
A ．闭合开关瞬间，A 、
B 灯同时亮
B ．闭合开关瞬间，A 灯先亮，B 灯逐渐变亮
C ．断开开关瞬间，A 灯闪亮一下，稍后A 、B 同时熄灭
D ．断开开关瞬间，流过A 灯的电流方向不变
12．(0分)[ID ：128499]如图所示，竖直放置的矩形导线框MNPQ 边长分别为L 和2L ，M 、N 间连接水平的平行板电容器，两极板间距为d ，虚线为线框中轴线，虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场。

两极板间有一质量为m 、电荷量为q 的带负电油滴恰好处于平衡状态，已知重力加速度为g ，则下列磁场磁感应强度大小B 的变化情况及其变化率分别是（ ）
A ．正在减小，2
ΔΔ2B mgd t qL = B ．正在减小，2
ΔΔB mgd t qL = C ．正在增强，2
ΔΔ2B mgd t qL = D ．正在增强，2
ΔΔB mgd t qL = 二、填空题
13．(0分)[ID ：128679]如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中L 是一个带铁芯的线圈，A 是一只灯泡，电键S 处于闭合状态，电路是接通的。

现将电键S 断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A 的电流方向是从______端到端______。

（填a 端或b 端）
14．(0分)[ID：128677]如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测到地下的金属物时，______（选填“金属物”或“探头”）中产生涡流。

15．(0分)[ID：128665]如图，铁质齿轮P可绕其水平轴O转动，其右端有一带线圈的条形磁铁，G是一个电流计，当P转动，铁齿靠近磁铁时铁齿被磁化，通过线圈的磁通量
_____，线圈中就会产生感应电流。

当P从图示位置开始转到下一个铁齿正对磁铁的过程中，通过G的感应电流的方向是______。

16．(0分)[ID：128662]如图所示为一圆环发电装置，用电阻R＝4Ω的导体棒弯成半径L＝0.2m的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有负载电阻R1＝1Ω整个圆环中均有B＝0.5T的匀强磁场垂直环面穿过。

电阻r＝1Ω的导体棒OA贴着圆环做匀速圆周运动，角速度ω＝300rad/s，则导体棒OA产生电动势_______；当棒OA转到OC处时，R1的电功率为_______；全电路的最大功率为_______。

17．(0分)[ID：128658]如图所示，边长为L的正方形线圈abcd有n匝，总电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直．将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场，那么拉力F等于________，ab边产生的焦耳热Q等于________于，通过ab的电荷量等于________．
18．(0分)[ID：128656]如图为某手机无线充电情景。

充电的主要部件为两个线圈，分别安装在手机和无线充电器内部，其工作原理是：______；当B线圈中电流沿顺时针方向逐渐增大时，A线圈中会产生______方向的电流。

19．(0分)[ID：128607]如图所示，导体框架有一匀强磁场垂直穿过，磁感应强度B=0.2T，电阻R1=R2=1Ω，可动导体的电阻为0.5Ω，导体框的电阻不计，AB长度为0.5m，当AB以10m/s的速度匀速移动的过程中，AB两端的电压U AB=______V，所需外力的大小
F=______N，外力的功率P F=______W
20．(0分)[ID：128594]如图所示矩形线圈abcd绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动．已知线圈共有100匝，图示位置线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量为0.02 Wb，经0.5 s线圈转动90°，则上述转动过程中穿过线圈的磁通量______(填增加、减少或不变)，线圈中产生的感应电动势为______．
三、解答题
21．(0分)[ID：128770]如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=1 m，上端接有电阻R=3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。

现将质量m=0.1 kg、电阻r=1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图像如图乙所示。

(取g=10 m/s2)求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中，电阻R产生的热量。

22．(0分)[ID：128765]如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，两导轨间的距离为L。

导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，左侧呈弧形升高。

ab、cd 是质量均为m的金属棒，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计。

开始时，棒cd静止，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长，两导体棒在运动中始终不接触。

试求：
(1)在运动中cd棒能达到的最大速度是多少？
(2)运动中安培力对cd棒的总冲量。

23．(0分)[ID：128723]如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MM'、NN'固定在竖直平面内，导轨间距为L，下端连接阻值为4r的定值电阻，导轨电阻不计。

整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直导轨平面向里。

一质量为m的金属棒ab接入回路的电阻为r，在大小为3mg方向竖直向上的拉力作用下开始运动。

金属棒始终保持水平且与导轨接触良好，重力加速度为g，求：
(1)金属棒所能达到最大速度v m的大小；
(2)金属棒从静止开始沿导轨上滑h，此时已达到最大速度，这一过程中金属棒上产生的焦耳热Q r。

24．(0分)[ID：128722]如图所示，光滑平行金属轨道的倾角为θ，宽度为L。

在此空间存在着垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。

在轨道上端连接阻值为R的电阻。

质量
为m电阻为1
2
R的金属棒搁在轨道上，由静止释放，在下滑过程中，始终与轨道垂直，且
接触良好。

轨道的电阻不计。

当金属棒下滑高度达h 时，其速度恰好达最大。

试求∶
(1)金属棒下滑过程中的最大加速度。

(2)金属棒下滑过程中的最大速度。

25．(0分)[ID ：128709]如图（甲）所示，将一间距L =1m 的足够长U 形导轨固定，倾角为37θ︒=，导轨上端连接一阻值为R =10.0Ω的电阻，整个空间存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。

质量为m =1kg 、电阻为r =2.0Ω的金属棒ab 垂直紧贴在导轨上且不会滑出导轨，导轨与金属棒之间的动摩擦因数0.5μ=，金属棒ab 从静止开始下滑，下滑的x t -图像如图（乙）所示，图像中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计且金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且紧密接触，重力加速度g 取210m/s ，sin 370.6︒=，cos370.8︒=。

求：
(1)匀强磁场的磁感应强度B 的大小；
(2)从开始到 2.5s t =过程中ab 上产生的热量。

26．(0分)[ID ：128696]如图所示，两平行金属导轨间的距离0.4m L =,金属导轨所在的平面与水平面夹角37θ=，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度0.5T B =、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。

金属导轨的一端接有电动势 4.2V E =、内阻 1.0r =Ω的直流电源。

现把一个质量0.04kg m =的导体棒ab 放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。

导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 2.0,R =Ω金属导轨电阻不计，g 取210m/s 。

已知sin37
0.6cos370.8，，求：
（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向；
（3）若将直流电源置换成一个电阻为0 1.0R =Ω的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒由静止释放，导体棒将沿导轨向下运动，求导体棒的最大速率（假设金属导轨足够长，导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）。

【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．A
2．A
3．B
4．C
5．D
6．A
7．A
8．C
9．B
10．C
11．B
12．D
二、填空题
13．ab
14．金属物
15．增大先向左再向右
16．3V1W45W
17．
18．电流的互感原理逆时针
19．5V01N1W【解析】
20．减少4V
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．A
解析：A
A．两种情况下，产生的内能相等，都等于金属棒的初动能，故A正确；
B ．根据感应电荷量公式
BLx q R R
Φ=
= x 是ab 棒滑行的位移大小，B 、R 、导体棒长度L 相同，x 越大，感应电荷量越大，因此导轨光滑时，感应电荷量大，故B 错误；
C ．电流所做的功等于回路中产生的焦耳热，根据功能关系可知导轨光滑时，金属棒克服安培力做功多，产生的焦耳热多，电流做功大，故C 错误；
D ．当导轨光滑时，金属棒克服安培力做功，动能全部转化为焦耳热，产生的内能等于金属棒的初动能;当导轨粗糙时，金属棒在导轨上滑动，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生热，把部分动能转化为内能，另一方面要克服安培力做功，金属棒的部分动能转化为焦耳热，摩擦力做功产生的内能与克服安培力做功转化为内能的和等于金属棒的初动能。

所以，导轨粗糙时，安培力做的功少，导轨光滑时，安培力做的功多，故D 错误。

故选A 。

2．A
解析：A
A ．根据法拉第电磁感应定律，可得感应电动势为
204
B r B
E S t t T
πφ∆∆===∆∆ 两极板间的电场强度为
U E
E d d
'=
= 由平衡条件得
mg qE '=
联立解得
2
04B q r E q m g gdT
π'==
故A 正确；
B ．根据题意液滴在04
-
T
处于静止状态，知液滴受到向上的电场力和向下的重力平衡，根据楞次定律，线圈中的感应电动势沿逆时针方向，B 板接高电势，A 板接低电势，两板间的电场方向向上与电场力的方向相同，所以液滴带正电，故B 错误； C ．根据楞次定律，3
4
14t T T =
~内，线圈内感应电动势顺时针方向，上极板接高电势，下极板接低电势，两极板间电场向下，电场力向下，根据牛顿第二定律
mg F ma +=电
其中
F mg =电
解得
2a g =
液滴向下做初速度为0的匀加速运动，在第34
T
时速度最大，运动方向不改变，故C 错误；
D ．根据楞次定律，34
T
t T =
~内，感应电动势逆时针方向，下极板接高电势，上极板接低电势，电场方向向上，液滴在34T t T =~内做匀速直线运动，3
44
T t T =~匀加速直线运动，则液滴在~42
T T
t =
内的位移为 22 1
11·22416
=T x g gT =（） 即t =0.5T 时液滴与初始位置相距21
16
gT 故D 错误。

故选A 。

3．B
解析：B
0~t 1内是线框的前边向右进入磁场，根据右手定则知感应电流为逆时针(正)，而切割磁感线的有效长度随着水平位移而均匀减小，则感应电流的大小均匀减小；
t 1~2t 1内，线框的前后双边同向同速切割相反的磁场，双源相加为总电动势，电流方向为顺时针(负)，两边的有效长度之和等于L ，则电流大小恒定。

故选B 。

4．C
解析：C
ABC ．开关S 闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A L 、B L 同时发光，由于线圈的电阻可以忽略，A L 初逐渐被短路，流过A L 的电流逐渐减小，流过B L 的电流逐渐增大，则A L 变暗，B L 更亮，最后A L 最后熄灭，AB 错误，C 正确；
D ．稳定后再断开S 的瞬间，由于线圈与A L 构成自感回路，与B L 无关，所以B L 立即熄灭；流过线圈的电流在A L 的电流的基础上开始减小，所以A L 不比B L 原先亮度更亮，D 错误。

故选C 。

5．D
解析：D
A 线框进入磁场后，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度等于g ；而
B 、
C 线框是闭合的，进入磁场后，产生感应电流，线框受到竖直向上的安培力作用，加速度小于g ，则A 线框最先落地；
设线框的边长为L ，横截面积为S ，电阻率为电ρ，密度为密ρ，质量为m ，进入磁场后速度为v 时加速度为a ，根据牛顿第二定律得
22B L v mg ma R
-=
可得
222224164B L v B L v B v
a g g g g
L mR LS S
ρρρρ=-=-=-<•••密电密电
可知加速度a 与横截面积S 无关，所以B 、C 线框同时落地；由于B 、C 线框同时落地，所以B 、C 线框落地速度相等，根据能量守恒可得
21
2
=-Q mgh mv
B 线框导线的横截面积比
C 线框大，所以B 线框导线的质量比C 线框大，则有整个过程中B 线框导线的产生的焦耳热比C 线框大，故A 、B 、C 错误，
D 正确； 故选D 。

6．A
解析：A
CD ．01s ~，感应电动势为
10B
E S
SB t
∆==∆ 为定值；感应电流
11SB E I r r
=
＝ 为定值；安培力
1F BI L B =∝
由于B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，故CD 错误； AB ．3s 4s ~内，感应电动势为
20B
E S
SB t
∆==∆ 为定值；感应电流
22 SB E I r r
＝=
为定值；安培力
2F BI L B =∝
由于B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零；由于B 逐渐减小到零，故通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量减小，有扩张趋势，故安培力向外，即ab 边所受安培力向左，为正，故A 正确，B 错误。

故选A 。

7．A
解析：A 【解析】
根据Φ=BS,磁铁向下移动过程中B 增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势，由于S 不可改变,为阻碍磁通量增大,导体环应该尽量远离磁铁,所以a 、b 将相互远离.
8．C
解析：C
线圈自由下落时，加速度为A a g =。

线圈完全在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度为C a g =。

线圈进入和穿出磁场过程中，切割磁感线产生感应电流，将受到向上的安培力，根据牛顿第二定律得知B a g <，D a g <。

线圈完全在磁场中时做匀加速运动，到达D 处的速度大于B 处的速度，则线圈在D 处所受的安培力大于在B 处所受的安培力，又知，磁场力总小于重力，则B D a a >，故A C B D a a a a =>>，C 正确ABD 错误。

故选C 。

9．B
解析：B
线框向上运动经过N 点时，线框受到向下的重力和向下的安培力，则
=mg F ma +上安
线框在下落过程中经过位置N 时作减速运动，则加速度向上，此时向上的安培力
'F mg >安，则
'
-=F mg ma 下安
由能量关系可知，上升经过N 点时的速度大于下降经过N 点时的速度，则
'
F F >安安
则
'=2ma mg F mg F mg +>+>上安安
则
a 上＞2g
而a 下与g 的大小关系不能确定，故选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

10．C
解析：C
A ．由题可知，导体棒ab 向右运动，切割磁感线会产生感应电动势，与R 形成闭合回路，形成电流，由右手定则可知，导体棒ab 中电流的方向是a 到b ，所以A 错误；
B ．由法拉第电磁感应定律可知，导体棒ab 切割磁感线产生的感应电动势为
E BLv =
由电路结构可知，导体棒ab 两端的电势差为
ER RBLv
U R r R r
=
=++ 所以B 错误；
C ．由题可知，导体棒ab 匀速运动，受力平衡，受外力和安培力，则
F F BIL ==安
又
E BLv
I R r R r
=
=++ 则
22B L v
P R r
=
+ 所以C 正确； D ．外力做功的功率为
222
B L v P Fv R r
==
+ 所以D 错误。

故选C 。

11．B
解析：B
AB ．闭合开关瞬间，电感线圈会产生感应电动势，由于L 的自感系数较大，所以产生的感应电动势也较大，阻碍B 灯电流的增大，所以A 灯先亮，B 灯逐渐变亮，所以B 正确，A 错误；
C ．断开开关瞬间，电感线圈也会产生较大的感应电动势，阻碍B 灯电流的减小，由于A 、B 是两个完全相同的灯泡，所以A 、B 灯都逐渐熄灭，所以C 错误；
D ．断开开关瞬间，A 、B 灯和线圈构成小回路，所以A 灯电流方向改变，所以D 错误。

故选B 。

12．D
解析：D
ABCD ．电荷量为q 的带负电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电场强度方向竖直向下，所以电容器的上极板带正电，线框上端相当于电源的正极，感应电动势逆时针方向，感应电流的磁场方向和原磁场方向相反，根据楞次定律可知，穿过线框的磁通量在均匀增强，线框产生的感应电动势
2
ΔΔΔΔMN B B E U S L t t
==
= 油滴所受电场力与重力大小相等，则
MN
U q
mg d
= 联立以上两式得，线圈中的磁通量变化率的大小为
2
ΔΔB mgd
t qL = 故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

二、填空题 13．ab
解析：a b
在S 断开前，自感线圈L 中有向左的电流，断开S 后瞬间，L 的电流要减小，于是L 中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。

原来跟L 并联的灯泡A ，由于电源的断开，向左的电流会立即消失。

但此时它却与L 形成了串联的回路，L 中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A 中流过，方向由a 到b 。

14．金属物
解析：金属物
[1]探头中有磁铁，当探头靠近金属物时，金属物中产生涡流。

15．增大先向左再向右
解析：增大 先向左再向右
[1]铁齿被磁化产生的磁场方向与线圈原磁场方向相同，从右向左，所以通过线圈的磁通量增大。

[2]线圈正对铁齿离开，从右向左的磁场减弱，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从右向左，根据安培定则可知通过G 的电流为从右向左；当上边铁齿靠近线圈时，线圈中从右向左的磁场增强，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从左向右，根据安培定则可知通过G 的电流从左向右，所以通过G 的感应电流的方向是先向左再向右。

16．3V1W45W
解析：3V 1W 4.5W [1]感应电动势为：
22011
0.50.2300V 3V 222
L E BL BL BL ωνω+==⨯
==⨯⨯⨯= [2][3]当OA 到达OC 处时，圆环被分成两段并联在电路中，并联电阻阻值为：
4
Ω1Ω44
R R =
==并 电路电流为：
1 3
A 1A 111
E I R R r =
==++++并
R 1的电功率为
P 1=I 2R 1=12×1W =1W
导体棒相当于电源，当OA 到达OD 处时，全电路电阻最小，故总功率最大，电流为
m 13
A 1.5A 11
E I R r =
==++ 故总功率为：
P m =EI m =3×1.5W=4.5W
17．
222n B L v R 2234n B L v R
2
nBL R
[1]因为线圈被匀速拉出所以：
F F =安
感应电动势的大小：
E nBLv =
根据闭合欧姆定律得：
E I R
=
则安培力：
222n B L v
F nBIL R
==
[2]由题意可知在匀速拉出的过程中ab 之间的电阻为：1
4
R ，所以ab 边产生的焦耳热为：
2232
144L n B L v
Q I R v R
=⨯⨯=
[3]通过ab 的电荷量：
2
nBLv L nBL q It R v R
==⨯=
18．电流的互感原理逆时针 解析：电流的互感原理 逆时针
[1]充电的主要部件为两个线圈，分别安装在手机和无线充电器内部，其工作原理是电流的互感原理，由电磁感应规律可知，交变电流通过无线充电器的线圈时会产生变化的磁场，从而在手机内的线圈中产生感应电流，实现无线充电；
[2]根据麦克斯韦电磁理论可知，当B 线圈中电流沿顺时针方向逐渐增大时，A 线圈中会产生逆时针方向的电流。

19．5V01N1W 【解析】
解析：5V 0.1N 1W 【解析】
感应电动势：E=BLv=0.2×0.5×10=1V ， 外电阻：1212110.511
R R R R R ⨯=
==Ω++
电路电流：1
10.50.5
E I A R r =
==++
AB 两端电压：U AB =IR=1×0.5=0.5V ， 安培力：F 安培=BIL=0.2×1×0.5=0.1N ，
AB 匀速运动处于平衡状态，由平衡条件得：外力：F=F 安培=0.1N ， 外力功率：P=Fv=0.1×10=1W ； 【点睛】
本题考查了求电压、力、功率问题，分析清楚导体的运动过程、应用E=BLv 、欧姆定律、安培力公式、平衡条件、功率公式即可正确解题．
20．减少4V
解析：减少 4V
[1][2]．在转动过程中，穿过线圈的磁感线的条数减小，即磁通量减小； 由法拉第电阻感应定律可得感应电动势
0.02
=100V=4V 0.5
E n
t ∆Φ=⨯∆． 点晴：要知道磁通量计算公式Φ=BS 的适用条件，根据题意应用磁通量的计算公式与法拉第电磁感应定律即可正确解题．
三、解答题 21．
(1)2 T ；(2)0.075 J
(1)由图像可知，杆自由下落0.1 s 进入磁场以v =1.0 m/s 做匀速运动，产生的感应电动势
E =BLv
杆中的感应电流
E
I R r
=
+ 杆所受的安培力
F 安=BIL
由平衡条件得
mg =F 安
代入数据得
B =2 T
(2)电阻R 产生的热量
Q =I 2Rt =0.075 J
22．
(2) (1)ab 棒到达水平轨道时速度v 0，则
mgh =
1
2
mv 02 解得
0v
从ab 棒到达水平轨道到两棒达到相同速度v 的过程中，两棒的总动量守恒，有
02mv mv =
解得
v =
(2)对cd 棒由动量定理可知
I =mv =方向水平向右
23．
(1)m 22
10mgr v B L =；(2)32
44
2105r m g Q mgh B L =- (1)速度最大时受力平衡，根据平衡条件可得
F mg BIL =+
其中拉力3F mg =，导体棒切割磁感应线产生的感应电动势m E BLv =，根据闭合电路的欧姆定律可得
m
5BLv I r =
联立解得
m 22
10mgr
v B L =
(2)金属棒从静止开始沿导轨上滑h 过程中克服安培力做的功为W A ，根据动能定理可得
2A m 12
Fh mgh W mv --=
得
32
A 44
502m g W mgh B L
=- 根据功能关系可得产生的总的焦耳热为
A Q W =
根据焦耳定律可得这一过程中金属棒上产生的焦耳热
32
4421045r r m g Q Q mgh r r B L
==-+24．
(1)g sin θ；(2)m 22
3sin 2mgR v B L θ=
(1) 以金属棒为研究对象, 当安培力为零时, 金属棒的加速度最大，由牛顿第二定律得
mg sin θ= ma m
a m = g sin θ
(2)金属棒切割磁场线产生的感应电动势
E =BLv
感应电流
23E BLv I R r R
==+ 金属棒在轨道上做加速度减小的加速运动,当所受合外力为零时,速度达最大
mg sin θ=BIL 即
mg sin θ=22m 23B L v R
最大速度
m 22
3sin 2mgR v B L θ=
25． (1)4T ；(2)0.8125J (1)从图像可得金属棒先做加速运动，再做匀速运动，匀速运动的速度
3.0 1.5m/s 1.5m/s 2.5 1.5
x v t ∆-===∆- 匀速运动时受沿斜面向上的安培力A F 作用，根据平衡条件有
A sin cos mg mg F θμθ=+
代入数据解得
A 2N F =
又
A BLv F BIL B
L R r
==+ 解得 4T B =
(2) 2.5s t =时金属棒ab 做匀速直线运动，速度大小 1.5m/s v =，位移大小 3.0m x =，设从开始到 2.5s t =过程中电路中产生的热量Q ，根据能量守恒定律得
21sin cos 2
mgx mv mgx Q θμθ=
++ 代入数据解得 4.875J Q =
导体棒电阻r 上产生的热量
0.8125J r r Q Q R r
==+26． (1) 0.28N (2) 0.04N ，方向沿斜面向下 (3) 15m/s 2
(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
4.2A=1.4A 21
E I R r =
=++ 导体棒受到的安培力： 0.5 1.40.4N=0.28N F BIL ==⨯⨯安
根据左手定则可得安培力沿斜面向上；
(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力：
1sin370.04100.6N=0.24N F mg ︒==⨯⨯
由于F 1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f ，根据共点力平衡条件：
1F f F +=安
代入数据解得：f =0.04N 。

(3)根据：
E BLv =
E I R R =+ =
F BIL '安
可得：
220
B L v F R R '=+安 将直流电源置换成一个电阻为0 1.0R =Ω的定值电阻后，当导体棒达到最大速度时加速度为零，受力平衡，结合左手定则和右手定则有：
1F F f '=+安
代入数据联立解得：v =15m/s 2
答：(1)导体棒受到的安培力大小0.28N ；
(2)导体棒受到的摩擦力大小0.04N ，方向沿斜面向下；
(3)导体棒的最大速率v =15m/s 2。